SU1741295A1

SU1741295A1 - Система дл программного управлени резервированными объектами и их диагностировани

Info

Publication number: SU1741295A1
Application number: SU894756746A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Сергеевич Харченко; Николай Константинович Байда; Валерий Николаевич Середа; Григорий Николаевич Тимонькин; Виктор Леонидович Кукуруза; Сергей Николаевич Ткаченко
Original assignee: Конструкторское Бюро Электроприборостроения
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1992-06-15

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и . может быть использовано при разработке аппаратно-программных средств управлени и диагностировани отказоустойчивых вычислительных и управл ющих-систем , а также сложных технологических объектов в АСУ ТП. Цель изобретени - повышение надежности. Дл этого повышают отказоустойчивость системы за счет обеспечени возможности непрерывного управлени объектами при наличии отказов в них. Сие Х ь f Тема содержит N объектов, два идентичных канала, осуществл ющих диагностирование и управление, и специальный автомат управл ющий процессом реконфигурации, т.е. подключением каналов управлени к соответствующим объектам, и осуществл ющий коммутацию их входов-выходов. Первый и второй каналы управлени реализуют режимы рабочих микропрограмм и микропрограмм диагностировани о В режиме рабочих микропрограмм один из каналов управл ет работоспособным объектом, а второй при по влении сигнала ошибки вы сн ет причину поступлени сигнала Ненорма11, который может быть вызван отказом объекта или сбоем. При пбступ-| лении сигнала логического уровн Ненорма11 специальный автомат управл ющий процессом реконфигурации, осуществл ет перекоммутацию резервных . объектов и определ ет пор док взаимодействи каналов управлени с объектами . Наличие двух каналов управле1 ни и специальных технических средств, управл ющих процессом реконфигурации,J обеспечивает возможность непрерывного управлени работоспособными объектами I в резервируемой системе. 2 табл., 6 tvoi. § iS о с

Description

Изобретение относитс к автойатй ке и вычислительной технике и может быть использовано при разработке art паратно-программных средств управл ни и диагностировани отказоустой чивых вычислительных и управл ющих;

: --- -; ;. .:: .- Y : .- ,-f: .V ; V

систем, а также сложных те :Цеских объектов в АСУ ТП. ; Целью изобретени . вл етс повы- I шение надежности системы. v.H Сущность изобретени состоит Б повышении отказоустойчивости системы

за счет обеспечени возможности непрерывного управлени объектами при наличии отказов в них. Система содержит N объектов, два идентичных канала, осуществл ющих диагностирование и управление, и специальный автомат , управл ющий процессом реконфигурации , т.во подключением каналов управлени к соответствующим объек- та м, и осуществл ющий коммутацию их входов-выходовс Первый и второй каналы управлени реализуют режимы рабочих микропрограмм и микропрограмм диагностировани , В режиме рабочих микропрограмм один из Каналов управл ет работоспособным объектом, а второй при по влении сигнала ошибкой вы сн ет причину поступлени сигнала Ненорма, который может быть вызван отказом объекта или сбоем. При поступлении сигнала логического услови Ненорма специальный автомат, управл ющий процессом реконфигурации осуществл ет перекоммутацию резервны объектов и определ ет пор док взаимо действи каналов управлени с объектами .

.Таким образом, наличие двух каналов управлени и специальных технических средств, управл ющих процессо реконфигурации, обеспечивает возможность непрерывного управлени работоспособными объектами в резервируем системе при наличии отказов в них.

На фиг„1 показана функциональна схема системы; на фиг.2 - функциональна схема мультиплексора} на фиг.З граф микропрограммы реконфигурации системы дл трех объектов; на фиг. -таблица прошивки блока задани команд; нафиг 5 - временна диаграмма работы в режиме рабочих микропрограм ( при отсутствии отказа); на фиг.б - временна диаграмма работы системы в режиме диагностировани (при отработке сигнала ошибки от одного из объектов).

Система дл программного управлени резервированными объектами и их диагностировани (фиг.О содержит первый 1 - третий 3 блоки задани команд, первый регистр 4 адреса, первый регистр 5 микроопераций, второй регистр 6 адреса, второй регистр 7 микроопераций, третий регистр 8 адреса, регистр 9 микроопераций , регистр 10 кода работающего объекта, регистр 10 кода работающе

10

15

20

25

й

30

35

40

45

50

55

го объекта, регистр 11 номера диагностируемого объекта, регистр 12 от-1 казов, первый мультиплексор 13 адре са, первый мультиплексор 1 логических условий, второй мультиплек сор 15 адреса, второй мультиплексор 16 логических условий, генератор 17 констант, третий мультиплексор 18 логических условий, дешифратор 19 работающего объекта, дешифратор 20 диагностируемого объекта, триггер 21 формировани , первый 22 - четвертый 25 коммутаторы, элементов И группы 26о 1 - 2б.п, первый 27 - шестой 32 элементы И, первый 33 - п тый 37 элементы ИЛИ, первый 38 - четвертый 41 магистральные элементы, группу 42.1 - объектов управлени , первую группу 43 Л - 43.п магистральных элементов, вторую группу 44.1 - 44 „п магистральных элементов , группу 45„1 - 45.п коммутаторов групп 46 „1 - 46.п коммутаторов данных , шину 47 данных, шину 48 управлени , шину 49 контрол , шину 50 логических условий, шину 51 логического контрол , вход 52 кода операций системы, выходы 53.1 и 53.2 конца команд блоков задани команд И5 1 и 2, выходы 54.1 и 54,2 конца работы соответственно первого регистра 5 и второго регистра 7 микроопераций, выходы 55-1 и 55.2 конца диагностировани соответственно первого 5 и второго 7 регистров микроопераций, выходы 56.1 и 5б„2 диагностировани первого регистра 5 и второго регистра 7 микроопераций , выходы 57«1 и 57.2 кодов микроопераций блоков 1 и 2 задани команд, выходы 58,1 и 58.2 блоков задани команд 1 и 2, выходы 59/1 и 59.2 модифицируемых разр дов адреса блоков 1 и 2 задани команд, выходы 60,1 и 60.2 старших блоков Т и 2 задани Команд, выход 62 кода логических условий, выход 63 кода работающего объекта, выход 64 кода диагностируемого объекта, выход 65 кода микроопераций блока 3 задани команд, . выход 66 модифицируемых разр дов ад-i реса блока задани , выход 66 модифи- цируемых разр дов апоеса блока 3 задани команд, выход 6 кода номера модифицируемого разр да адреса блока 3 задани команд, выход 68 немодифицируемых разр дов адреса блока 3 группа 69.1 - б9.п выходов дешифратора 19 выбора работающего объекта,

5 1741295

группа 70,1 - 70.n выходов дешифратора 20 выбора диагностируемого объекта, первый - третий 71.3 входы синхронизации системы, выход 72 конца работы системы, выход 73 конца команды системы, выход 74 остановки системы, выход 75 разр да Ненорма шины 50 логических условий, первый 76,1, второй 76.2, третий , четвертый 77.2 выходы регистра 9 микроопераций, группа 78.1 - 78.n выходов группы 45.1 - 45.n коммутаторов , группа 79,1 - 79.n разОператорна вершина содержит информацию о состо нии каждого из трех объектов, котора указана со , ответственно в первом, втором,третьем разр дах этой вершины. Например , запись в операторной вершине IDP говорит о том, что ОУ1 - находитс в состо нии отказа и исключен

10 из реконфигурации, ОУ2 - находитс в режиме диагностировани , ОУЗ - выполн ет рабочие микропрограммы. Запись POU означает, что ОУТ выполн ет рабочие микропрограммы, ОУ2

Ридов управлени выходов группы 45.1- |$ находитс в резерве, ОУЯ - находитс

45. п коммутаторов, группа 80.1 - 8Q,n входов-выходов и группа 88.1 - 8l,n входов-выходов группы 46.1 - 46.п коммутаторов данных, группа 61.1 - бКп выходов группы объектов 49,1 - 49.п.

Мультиплексор 18 логических уело-, вий (фиг.2) содержит дешифратор 8-3, группу 84.1 - 84.п сумматоров по мо дулю два, группу 85.1 - 85„п коммутаторов . Первый - №-тый (86.1 - 86.п}входы информационного входа 66 мультиплексора 18 соединены соответственно с первым - N-м информационным входами группы 85.1 - 85.п коммутаторов и группы 84.1 - 84.п сумматоров по модулю два. Адресный вход ,67 мультиплексора 18 соединен с входом дешифратора 83 i-й выход группы 82 - 82.п выходов которого соединен с первым инверсным и вторым управл ющим входами группы 85.1 - 85.п коммутаторов 1-го коммутатора. Второй 24 информационный аход мультиплексора 18 соединен с первым

Ч в режиме диагностировани .

Кроме того, на фиг,5 - 6 символами Р1(Р2) и D1(D2) обозначены состо ни соответствующих разр дов

20 RG-ib Символ Р1(Р2) соответствует рабочему режиму первого (второго) канала управлени , а символ Ы () - режиму диа г нос тирова и .

Рассмотрим функциональное назна25 чение элементов и св зей предлагаемой системы„

Блоки 1 и 2 задани команд предназначены дл хранени микропрограмм диагностировани и рабочих микро- программ, реализующихс устройством. На входы блоков 1 и 2 подаютс коды адресом микрокоманд с выходов регистров 5 и 7 соответственно.

На выходах 53Л - 53.2 блоков 1 и 2 соответственно формируетс сигнал Конец команды На выход 57.1 РЗУ1 и выход 57.2 ПЗУ2 выдаетс код микроопераций. На выходе 59.1 ПЗУ1 и выходе 59,2 ПЗУ2 формируютс сиг30

35

J -«управл ющим входами группы 84.1 - « алы дифицируемых разр дов адреса. 84.п сумматоров по модулю два, выхо- На выходах 3.1 и 63.2 соответствен- ды которых соединены с вторыми информационными входами группы 85.1 - 85.n коммутаторов Выходы группы 85.1 85 .п коммутаторов соединены с выходом 45 назначен дл управлени кодов реконфигурации структуры системы. Блок 3

но ПЗУ1 и ПЗУ2 считываютс адреса следующих микрокоманд.

Блок 3 задани микрокоманд предмультиплексора 18.

. На фиг.З использованы следующие обозначени . Символ Р соответствует режиму рабочих микропрограмм объекта , D - режиму диагностировани объекта управлени (ОУ), У0 сигнал Ненорма, W« - результат диагности-1 ровани ОУ(при Wj. « 0(1) - объект по результатам диагностировани в норме (состо нии отказа), 0й - ч. ОУ находитс в резерве, 1 - ОУ отказал).

50

55

содержит поле кода номера работающего объекта, поле номера диагностируемого объекта, поле кода микроопераций , поле кода косвенного адреса,- поле формировани сигнала Конец команды, поле модифицируемого разр да адреса.

На фиг.З и 4 приведен пример прошивки блока 3 и микропрограмма функционировани дл системы с трем ОУ.

Регистры 4 и 6 адресов служат дл приема, временного хранени и,

Операторна вершина содержит информацию о состо нии каждого из трех объектов, котора указана соответственно в первом, втором,третьем разр дах этой вершины. Например , запись в операторной вершине IDP говорит о том, что ОУ1 - находитс в состо нии отказа и исключен

из реконфигурации, ОУ2 - находитс в режиме диагностировани , ОУЗ - выполн ет рабочие микропрограммы. Запись POU означает, что ОУТ выполн ет рабочие микропрограммы, ОУ2

находитс в резерве, ОУЯ - находитс

|$ находитс в резерве, ОУЯ - находитс

Ч в режиме диагностировани .

0 RG-ib Символ Р1(Р2) соответствует рабочему режиму первого (второго) канала управлени , а символ Ы () - режиму диа г нос тирова и .

Рассмотрим функциональное назна5 чение элементов и св зей предлагаемой системы„

На выходах 53Л - 53.2 блоков 1 и 2 соответственно формируетс сигнал Конец команды На выход 57.1 РЗУ1 и выход 57.2 ПЗУ2 выдаетс код микроопераций. На выходе 59.1 ПЗУ1 и выходе 59,2 ПЗУ2 формируютс сиг0

5

алы дифицируемых разр дов адреса. На выходах 3.1 и 63.2 соответствен-

Блок 3 задани микрокоманд пред0

5

l . 17М295

выдачи кодов адресов микрокоманд со- ответственно на входы блоков 1 и 2.

Регистры 5 и 7 микроопераций предназначены дл приема, хранени и вы- 5 дачи кодов микроопераций.

Выход регистра 5, микроопераций содержит выходы: Конец работы , Конец диагностировани 55.1, Диагностирование 56.1 о Выход регистра ю 7 микроопераций содержит выходы: Конец работы , Конец диагностировани , Диагностирование11 56.2« Запись информации в регистры 5 и 7 осуществл етс соответственно 15 с выходов и блоков 1 и 2 о

Регистр 8 адреса служит дл приема, временного хранени и выдачи кодов адресов микрокоманд на вход блока Зо

Регистр 9 микроопераций предназнз- 20 чен дл приема, временного хранени и выдачи сигналов, осуществл ющих подключение каналов управлени и первого 38 - четвертого П магистральных элементов в режиме рабочих микро- программ, и диагностировани

Регистр 10- кода работающего объекта и регистр 11 кода диагностируемого объекта служат дл приема, хранени

и выдачи .соответственного кода номера И) работающего объекта и кода номера диагностируемого объекта на входе дешифраторов 12 и 20 соответственно, информаци в эти регистры записываетс по заднему- фронту синхроимпульса, J5 поступающему на синхровходы с выхода элемента И 32 Мультиплексоры и 16 предназначены дл коммутации зна- .чени провер емых сигналов логических условий. С этой целью на их информа- 40 ционные входы подаютс сигналы логических условий, поступающие через коммутаторы 22 и 23 шины логических условий и логического контрол , первую и вторую группы магистральных 45 элементов с группы 6Ы - 61 «п выходов устройства, а на-адресный вход - коды провер емых логических условий . с выходов 58.1 т 58.2 соответственно блоков 1 и 2. Мультиплексоры 11 и 16 50 реализуют следующую логическую функцию:

$ , o amj«mpVa4at..-.

...aytiVa«atav.. ;.,... V 3,3 Ц с. . , |

где - а0 a, av.,aw- разр ды кодов логичес

) 5 0 5 0

5

8

ких условий, поступающих с выходов 58.1 и 58.2 соответственно блоков 1 и 2;

jump - значение сигнала модифицируемых разр дов адре,- сов, посту-1 пающих с 59.1 и 59,2 соответственно блоков 1 и 2; KJ,XЈ,.«,.,х - значени

логических условий, поступающих

с коммутаторов 22 и 23.

Регистр 12 отказа служит дл формировани сигнала отказа, поступающего через элемент И 27 на выход 72 конца работы системы.

Мультиплексоры I и 15 предназначены дл коммутации кода операции, начального,адреса микропрограмм диагностировани и очередных кодов адресов микрокоманд блоков 1 и 2 в зависимости от значени управл ющих сигналов . Функционирование мультиплексоров 13 и 15 описываютс логическими выражени ми:

,хгх jA92y x, хгх3А,У х, хгх5А„., где А,4 - выход кода мультиплексора

И;

А5 - код операции на входе 52 кода операций устройства;,

А код адреса очередной микрокоманды с выхода 60.1 блока 1;

А - код начального адреса микрокоманды микропрограммы диагностировани ;

х 5 управл ющий сигнал с выхода 76.1 регистра 9;

Х2 управл ющий сигнал с выхода 77.1 регистра 9;

х% - управл ющий сигнал Конец

команды с выхода 53.1 бло-1 ка 1,

А,у x«/X5- 6A vx xfхвАЛх х ХйАц, (

где А, - выход кода мультиплексора 15;

А - код адреса очередной микрокоманды с выхода 60,2 блока 2;

Х4 управл ющий сигнал с выхода с 76.2 регистра 9;

Х5 управл ющий сигнал с выхода 77.2 регистра 9$

х , - управл ющий сигнал Конец

t..

команды с выхода 53«2 блока 2.

6 таДп.,1 приведены функции, реалиуемые мультиплексорами 13 и 1%.

Генератор 17 констант служит дл формировани кода начального адреса микрокоманды микропрограммы диагностировани , который поступает на входы мультиплексоров 15 и 15ч,

Мультиплексор Т8 () логичес- «их условий предназначен дл коммутации значений провер емых сигналов логических условий. С этой цель на его информационный вход подаютс

а

с

ш

15

20 741295™

группы 84.1 - 84 „п сумматоров по модулю два и 1-го коммутатора группы 85.1 - 85.п коммутаторов формируетс нулевой (единичный) сигнал. Следовательно , модификаци разр да адреса не происодит.

Дешифратор 19 работающего объекта служит дл подключени первой группы 43.1 43.П магистральных элементов и группы 45.1 45.п коммутаторов через первый 22 и второй 23 коммутаторы к первому 1 и второму 2 блокам,

Дешифратор 26 диагностируемого объекта предназначен дл подключени второй группы 44,Т - 44.п магистральных элементов,, группы 45.1 - 45.п коммутаторов к первому 1 и второму . 2 блокам, а также группы 46.1 - 46 „п коммутаторов данных к шине 48 данных.

Триггер 21 формировани управл ет прохождением тактовых импульсов

сигналы логических условий, поступаю- 25 Ј1 и Ј2 через элементы И28, 29. 3t,

1 --Wlo

щие через коммутатор 24 с выхода 75 разр да ненорма шины 50 логических условий и с выхода второго 34 элемента ИЛИ.

32 и тактового импульса 3 через ,коммутатор 25. При наличии единичног сигнала на единичном выходе и нулево го сигнала на нулевом выходе триггера 21 происходит блокирование элементов И29, 28, формирование на выходах элементов И31 32 тактовых импульсов 1 соответственно и прохождение тактового импульса ъ 3 через нижний элемент И коммутатора 25. По нулевому сигналу на единичном выходе происходит блокирование элементов И32, 31, нижнего коммутатора 25 и формирование на выходах элементов И29, 28 тактовых импульсов Јl соответственно.

30

35

Мультиплексор работает следующим образом.

На вход 66 мультиплексора 1& пос тупают модифицируемые разр ды адреса. На входы 6 поступает код номера модифицируемого разр да, по которому дешифратор 83 выбирает номер модифицируемого разр да. Группа 82,1 - 82.п выходов дешифратора 84 разр да подключена «группе Ј4.1 - 84.п коммутаторов поразр дно. При наличии на входе 24 мультиплексора 18 единичного сигнала

ненормы и нулевого (единичного) разр да i-м выходе группы 86.1 - 86.it выходов на выходе 1-го сумматора группы 84.1 - 84.п сумматоров по модулю два формируетс единичный (нулевой) сигнал, поступающий на второй вход нижнего элемента И 1-го коммутатора группы 85,1 85° л коммутаторов , на выходе которого устанавливаетс единичный (нулевой) сигнал , тем самым осуществл етс модификаци разр да адреса, поступившего на вход 67 мультиплексора 18« Если на вход 24 мультиплексора 18 не «

поступает сигнал ненормы и на х-м выходе группы 86.1 - 86.п выходов имеет нулевой (единичный) разр д адреса , то на выходах 1-го сумматора

40

45

50

Ј1 и Ј2 через элементы И28, 29. 3t,

--Wlo

32 и тактового импульса 3 через ,коммутатор 25. При наличии единичного сигнала на единичном выходе и нулевого сигнала на нулевом выходе триггера 21 происходит блокирование элементов И29, 28, формирование на выходах элементов И31 32 тактовых импульсов 1 соответственно и прохождение тактового импульса ъ 3 через нижний элемент И коммутатора 25. По нулевому сигналу на единичном выходе происходит блокирование элементов И32, 31, нижнего коммутатора 25 и формирование на выходах элементов И29, 28 тактовых импульсов Јl соответственно.

Коммутаторы 22, 23 предназначены дл прохождени сигналов логических условий через их информационные входы по управл ющим сигналам с выходов 77.1, 7.2, 78.t, 78.2 регистра 9.

Коммутатор 24 осуществл ет коммутацию сигналов логических условий, поступающих с быхода 75 разр да Не- иорма шины 50 логических условий и выхода элемента ИЛИ 32 Коммутатор 24 содержит два управл ющих входа, один из которых инверсный. При поступлении с выхода 63 ПЗУЗ единичного сигнала на управл ющие входы коммутатора 24 на выход проходит информационный сигнал с выхода элемента ИЛИ 32.:при нулевом сигнале на выходе

63 ПЗУЗ на выход коммутатора 24 про- .ходит сигнал с выхода 75 шины 50,

Коммутатор 25 управл ет работой триггера 21„ По единичному сигналу на выходе 25 триггер 21 устанавливаетс в единичное состо ние,по нулевому сигналу происходит его сброс.

Группа элементов И 26«1 и 26.п усЭлемент ИЛИ 37 формирует управл ющий сигнал, который поступает на V-входы регистров 6 и 7

Магистральные элементы 38-41 служат дл управлени прохождением информации с выходов регистров 5 и 7 через шину 48 управлени , шину 49 контрол , группу 45.1 - коммутанавливает в единичное состо ние от- ю тат°Р°в на группу 78.1 - 78.п выхо20

25

дельные триггеры регистра 12 при поступлении единичных сигналов с выхода элемента ИЛИ 3 и группы 71.1 - 7Un выходов дешифратора 20. Элемент И 27 формирует сигнал отказа, поступающий 15

на выход 73 конца работы системы. i

Элемент И 28 формирует тактовый импульс 1,, который поступает на синх- ровходы регистров 4 и 6 при наличии единичного сигнала с нулевого выхода триггера 21. Элемент И 29 служит дл формировани тактового импульса 2, который поступает на синхровходы регистров 5 и 7 при наличии одиночного сигнала с нулевого выхода триггера 21.

Элемент И 3& предназначен дл формировани управл ющего сигнала, поступающего на первый вход коммутатора 25.30

Элемент И 31 предназначен дл формировани тактового импульса t 1, который поступает на синхровход регистра 8 при наличии единичного сигнала с единичного выхода триггера 21.

Элемент И 32 служит дл формировани тактового импульса , который поступает на синхровходы регистров 9-11 -при наличии единичного сигнала с единичного выхода триггера 21„

Элемент ИЛИ 33 формирует управл ющий сигнал, который поступает на выход 74 останова системы

Элемент ИЛИ 34 служит дл формировани управл ющего сигнала, который поступает на первый вход коммутатора 2 и входы группы 26,1 - 26,Ti элементов И.50

35

40

дов.

Группа 43 Л - 43,п магистральных элементов управл ют прохождением ин- фс рмации между группой 61.1 - 61 „п выходов группы 42„1 - 42,п ОУ и шино 50 логических условий.

Группа 44 „1 - 44.п магистральных элементов предназначена дл управлени прохождением информации между группой 6Ы - 61 .п выходов группы 42,1 - 42„п ОУ vf ииной 51 логическог контрол .

Группа 45.1 - 45.п коммутаторов служит дл коммутации сигналов микроопераций , поступающих через шину 49 управлени , шину 50 контрол , пер вый 38 - четвертый 41 магистральные элементы с выходов соответственно регистров 5 и 7.

Группа 46.1 - 46„п коммутаторов данных предназначена дл управлени обменом информацией между группой 42.1 - 42.п ОУ и шиной 48 данных.

Работа коммутатора 46.1 данных опи сываетс табл. 2«,

Принцип действи системы состоит в следующем.

Данна система может функционировать с п объектами и содержит два идентичных канала управлени , специальные технические средства рекон- 45 фигурации каналов и объектов.

При этом первый канал управл ет объектом, второй находитс в резерве . В случае поступлени сигнала логического управлени Ненорма11 от объекта специальные технические средства реконфигурации каналов и -объектов подключают резервный объект Управление этим объектом осуществл ет второй канал, а первый - диагностирование объекта, выставившего сигнал Ненорма. Если сигнал Ненорма оказалс сбоем или ошибкой, то этот объект включаетс в реконфигурацию . При поступлении сигнала

Элемент ИЛИ 35 формирует управл ющий сигнал, поступающий на выход 73 конца команд устройства.

Элемент ИЛИ 36 служит дл формировани управл ющего сигнала, который поступает на V-входы регистров 4 и 5.

Элемент ИЛИ 37 формирует управл ющий сигнал, который поступает на V-входы регистров 6 и 7

Магистральные элементы 38-41 служат дл управлени прохождением информации с выходов регистров 5 и 7 через шину 48 управлени , шину 49 контрол , группу 45.1 - комму0

5

0

5

дов.

Группа 43 Л - 43,п магистральных элементов управл ют прохождением ин- фс рмации между группой 61.1 - 61 „п выходов группы 42„1 - 42,п ОУ и шиной1 50 логических условий.

Группа 44 „1 - 44.п магистральных элементов предназначена дл управлени прохождением информации между группой 6Ы - 61 .п выходов группы 42,1 - 42„п ОУ vf ииной 51 логического контрол .

Группа 45.1 - 45.п коммутаторов служит дл коммутации сигналов микроопераций , поступающих через шину 49 управлени , шину 50 контрол , первый 38 - четвертый 41 магистральные элементы с выходов соответственно регистров 5 и 7.

Работа коммутатора 46.1 данных описываетс табл. 2«,

Данна система может функционировать с п объектами и содержит два идентичных канала управлени , специальные технические средства рекон- фигурации каналов и объектов.

При этом первый канал управл ет объектом, второй находитс в резерве . В случае поступлени сигнала логического управлени Ненорма11 от объекта специальные технические средства реконфигурации каналов и -объектов подключают резервный объектJ Управление этим объектом осуществл ет второй канал, а первый - диагностирование объекта, выставившего сигнал Ненорма. Если сигнал Ненорма оказалс сбоем или ошибкой, то этот объект включаетс в реконфигурацию . При поступлении сигнала

13

отказа объект из реконфигурации исключаетс о Устройство прекращает свое функционирование при отказе всех объектов.

Рассмотрим функционирование системы на примере с трем ОУ (фиг.З - 5).

В исходном состо нии на выходах 53о 1 - 53.2 соответственно блоков 1 и 2 присутствуют единичные,сигналы Конец команды. В регистре 8 записан код нулевого исполнительного адреса, в регистре 10 - код пер- вого объекта, дешифратор 19 настроен на выбор первого объекта. На выходе 76.1 регистра 9 имеетс единичное значение сигнала Остальные триггеры наход тс в нулевом состо нии Цепи установки в исходное состо ние условно не показаныо

Работы системы начинаетс при поступлении на входы 71.1, 71,.2, 71.3 тактовых импульсов г$2, ф З Под воздействием единичных сигналов с выхода 53 Л блока 1, выхода 76.1 регистра 9 нулевых сигналов с выхода 61.1 выхода 57 о 1 блока 1, выходов регистра 9 мультиплексора 13 пропускает код операции (начальный адрес рабочей микропрограммы) на вход регистра 4. По тактовому импульсу , который проходит через элемент И 28, и единичному значению управл ющего сигнала с выхода элемента ИЛИ 36 в регистр Ц заноситс код операции (начальный адрес рабочей микропрограммы ) . С выхода регистра 4 поступае исполнительный адрес первой микрокоманды на вход блока 1, из которого считываетс перва микрокоманда С вывода 57.1 пол микроопераций блока 1 поступают сигналы микроопераций на вход регистра 5 и записываетс в него по тактовому испульсуС 2, поступающему через элемент И 29

1

С выхода 82.1 объекта 42.1 управлени элемент 43 Л, шину 50 логических условий, коммутатор 22 иа вход мультиплексора 14 логических условий поступают сигналы значений логических условий, С выхода 58.1 блока 1 на вход мультиплексора Ik поступает код логических условий, который осуществл ет набор значени логического услови , поступающего с выхода 1 ОУ„ При поступлении единичного сигнала значени логического услови проис

to

20

15

т

7412951/|

ходит модификаци младшего разр да адреса, при нулевом сигнале значени логического услови модификаци не происходит Код исполнительного адреса очередной микрокоманды происходит через мультиплексор 13 под воздействием нулевых сигналов с выхода 53,1 блока 1, выхода 77«1 регистра 9, единичного сигнала с выхода 76о 1 регистра 9 на вход регистра k и записываетс в него по очередному тактовому импульсу 1 о В последующем работа устройства осуществл етс аналогичным образом. Последней микрокомандой микропрограммы формируетс единичный сигнал Конец команды который поступает через элемент ИЛИ 35 на выход 73 конца команд устройства и разрешает по тактовому импульсу Ј3 поступление следующего кода операций на вход 52 кода операций устройства,

При реализации режима рабочих микропрограмм в случае по влени сигнала ошибки с выхода 75 разр да ненормы шины логических условий поступает единичный сигнал, который проходит через коммутатор 24 на вход логических условий мультиплексора 18 и вход элемента И 3 (фиг„6). На выходе элемента 35 формируетс сигнал управлени , по которому тактовый импульс 3 с входа 71.1. проходит на I ,К,Овходы триггера 21 и устанавливает его в единичное состо ние Нулевой сигнал с нулевого выхода триггера 21 блокирует поступление тактовых импульсов и через элементы И 28 и И 29о Единичный сигнал с единичного выхода триггера 2t поступает вместе с тактовыми импульсами ь 1 и 2 на входы элементов И 31 и 32, формиру на их выходах тактовые импульсы 1 и 45 . Этот же единичный сигнал с единичного выхода триггера 21 разрешает прохождение тактового импульса Јз через коммутатор 25 на 1,К,С-входы триггера 21, который устанавливает его в нулевое состо ние. Нулевой сиг25

30

35

40

50

55

нал с единичного выхода триггера 21 блокирует дальнейшее поступление тактовых импульсов Ъ ц&2 через элементы И 31 и 32, а единичный сигнал разрешает прохождение тактовых импульсов Ј1 и f2 через элементы И 28 и 29,

С выхода элемента И 31 тактовый импульс поступает на вход синхронизации регистра 8 и записывает модифицированный исполнительный адрес, по которому считываетс микрокоманда с блока 3 В примере рассматриваетс случай, когда все разр ды модифицируютс , в общем случае может модифицироватьс только часть разр дов Поэтому на фиго информаци с выхода 68 блока 3 непосредственно подаетс на регистр 8. С выхода 63 блока 3 код второго работающего объекта поступает на информационный вход регистра 10

В последней микрокоманде диагностировани , если 2о1 ОУ исправен, с выхода 55.1 выхода регистра 5 формируетс единичный сигнал Конец- диагностировани и единичный сигнал Конец команды с выхода 53«1 блока 1, Единичный сигнал Конец диагностировани поступает через элемент JQ И 30 и разрешает прохождение тактово

го импульсаЈ 3 со входа 71 «3 устройства на 1,К,С-входы триггера 21, устанавлива его в единичное состо ние Единичный сигнал с единичного

Дешифратор 19 по пос- fs выхода триггера 21 разрешает прохождение тактовых импульсов t и 2

и записываетс в него по тактовому импульсу

тупившему коду настраивает входные цепи устройства на управление вторым объектом. С выхода (k блока 3 код первого диагностируемого объекта поступает на информационный вход ре- 20 гистра 11 и записываетс в него по тактовому импульсу . Дешифратор 20 по поступившему коду коммутирует входные цепи устройства на управление первым ОУ„ С выхода 65 блока 3 коды микроопераций поступают на информационный вход регистра 9 и по тактовому импульсу Ј записываетс в неге. По единичному сигналу с выхода 77Л регистра 9 нулевым сигналом с выхода 76 о 1 регистра 9, выхода 53 1 блока 1 мультиплексор 13 пропускает код начального адреса микропрограммы диагностировани с генератора 17 на информационный вход регистра „ Запись кода начального адреса микропрограммы диагностировани осуществл етс при поступлении единичного сигнала с выхода элемента ИЛИ 36 на V-вход и тактового импульса {Н на синхровход регистра , по которому считываетс перва микрокоманда диагностировани с блока 7о С выхода

через элементы И 31 и 32, а нулевой сигнал с нулевого выхода блокирует прохождение тактовых импульсов и Ј2 через элементы И 28 и 29 Так как с выхода коммутатора 2k поступает нулевой сигнал логических условий на вход мультиплексора 18, то на его выходе будет непромодифицированный 25 разр д адреса и в регистр 8 поступит код 10100 исполнительного адреса микрокоманды (фиг.З), который по поступившему с выхода элемента И 31 тактовому импульсу и 1 запишетс в него. По этому коду считываетс микрокоманда с блока Зо Коды микроопераций с выхода 65 блока 3 поступают на информационный вход регистра 9 и по тактовому импульсу „ И 2. записывают с в него. На выходах 76 Л, 77.1, 77«2 регистра 9 устанавливаютс нуле вые значени сигналов, а на выходе 76,2 - единичное значение сигнала. В соответствии с этими сигналами происходит переключение первого автомата управлени в резерв, а второго - в режим рабочих микропрограмм (фиг. З, t,6). С выхода 63 блока 3 код второго 2о2 объекта поступает на инфор30

35

40

через элементы И 31 и 32, а нулевой сигнал с нулевого выхода блокирует прохождение тактовых импульсов и Ј2 через элементы И 28 и 29 Так как с выхода коммутатора 2k поступает нулевой сигнал логических условий на вход мультиплексора 18, то на его выходе будет непромодифицированный 25 разр д адреса и в регистр 8 поступит код 10100 исполнительного адреса микрокоманды (фиг.З), который по поступившему с выхода элемента И 31 тактовому импульсу и 1 запишетс в него. По этому коду считываетс микрокоманда с блока Зо Коды микроопераций с выхода 65 блока 3 поступают на информационный вход регистра 9 и по тактовому импульсу „ И 2. записываютс в него. На выходах 76 Л, 77.1, 77«2 регистра 9 устанавливаютс нулевые значени сигналов, а на выходе 76,2 - единичное значение сигнала. В соответствии с этими сигналами происходит переключение первого автомата управлени в резерв, а второго - в режим рабочих микропрограмм (фиг. З, t,6). С выхода 63 блока 3 код второго 2о2 объекта поступает на инфор57 .1 блока 1 сигналы микрооперации

поступают на вход регистра 5 и запи-45 мационный вход регистра 10 и по так- сываютс в него по тактовому импуль- товому импульсу записываетс в несу 2. Сигналы микроопераций с выхо- го„ С выхода регистра 10 код 2.2

да регистра 5 поступают через блок ) магистральных элементов, шину 9 контрол -коммутатор на объект 2„1, от объекта с выхода 61,1 через элементов й.1, шину 51 логического контрол , коммутатор 22 на- вход мультиплексора И поступают сигналы логических условий. В поле кода логи- 55 ческих условий блока задаетс код. этого услови , а код адреса модифи-. цируетс значением провер емого ло- i гического услови .

ОУ поступает на информационный вход дешифратора 19, который подключает 50 входные цепи устройства и 42„2 ОУ.

С выхода 6Ь блока 3 поступает нулевой код номера диагностируемого объекта на вход регистра 11 и производит обнуление его и дешифратора 20.

Если 2.1 ОУ окажетс исправным, то в последней микрокоманде диагнос- тировани на выходе 56.1 выхода регистра 5 формируетс единичный сигнал Диагностирование, который посВ последней микрокоманде диагностировани , если 2о1 ОУ исправен, с выхода 55.1 выхода регистра 5 формируетс единичный сигнал Конец- |- диагностировани и единичный сигнал Конец команды с выхода 53«1 блока 1, Единичный сигнал Конец диагностировани поступает через элемент И 30 и разрешает прохождение тактового импульсаЈ 3 со входа 71 «3 устройства на 1,К,С-входы триггера 21, устанавлива его в единичное состо ние Единичный сигнал с единичного

0

через элементы И 31 и 32, а нулевой сигнал с нулевого выхода блокирует прохождение тактовых импульсов и Ј2 через элементы И 28 и 29 Так как с выхода коммутатора 2k поступает нулевой сигнал логических условий на вход мультиплексора 18, то на его выходе будет непромодифицированный 5 разр д адреса и в регистр 8 поступит код 10100 исполнительного адреса микрокоманды (фиг.З), который по поступившему с выхода элемента И 31 тактовому импульсу и 1 запишетс в него. По этому коду считываетс микрокоманда с блока Зо Коды микроопераций с выхода 65 блока 3 поступают на информационный вход регистра 9 и по тактовому импульсу „ И 2. записываютс в него. На выходах 76 Л, 77.1, 77«2 регистра 9 устанавливаютс нулевые значени сигналов, а на выходе 76,2 - единичное значение сигнала. В соответствии с этими сигналами происходит переключение первого автомата управлени в резерв, а второго - в режим рабочих микропрограмм (фиг. З, t,6). С выхода 63 блока 3 код второго 2о2 объекта поступает на инфор0

5

0

мационный вход регистра 10 и по так- товому импульсу записываетс в него„ С выхода регистра 10 код 2.2

ОУ поступает на информационный вход дешифратора 19, который подключает входные цепи устройства и 42„2 ОУ.

Если 2.1 ОУ окажетс исправным, то в последней микрокоманде диагнос- тировани на выходе 56.1 выхода регистра 5 формируетс единичный сигнал Диагностирование, который посгупает через элементы ИЛИ 36, И 26.1 на вход регистра 12 и на вход коммутатора 2, Единичное значение кода логических условий с выхода 62 с блока 3 разрешают прохождение сигнала Диагностирование на вход логических условий мультиплексора 18 и производит модификацию п того разр да адреса. В регистр 8 по такто ю вому импульсу записываетс код 00100 исполнительного адреса, по которому из блока 3 считываетс следующа микрокоманда о По этой микрокоманде подключение автоматов управле- 15 ни иобъектов k2.2осуществл етс аналогично , как и в случае поступлени сигнала Конец диагностировани

& случае отказа ОУ kl.2 подключаетс следующий объект При следую- 20 щих отказах объектов происходит подключение до ОУ 42„п0 Если будет установлено, что объект 2„п после диагностировани неисправен, то на выходе элемента И 27 сформируетс 25 единичный сигнал Конед работы, который поступает на вход 72 конца работы устройства и прекращает подачу на входы 71.1, 71 2, 7ЬЗ тактовых импульсов Ј 1, Ј 2, Ј 3 . На этом уст- 30 ройство заканчивает свое функционирование . При по влении сигнала ненормы от работающего объекта во врем диагностировани неисправного устройство не воспринимает до момента ,5 окончани диагностировани неисправного объекта. После этого устройство реагирует на сигнал ненормы работающего объекта и функционирует по вышеописанному алгоритму. о

Claims

Формула изобрете-ни

Система дл программного управлени резервированными объектами и их 45 диагностировани , содержаща группу коммутаторов данных, первую и вторую группы магистральных элементов, первые регистры микроопераций, регистр адреса , блок задани команд, элемент ИЛИ, 0 мультиплексор адреса и мультиплексор логических условий, а также регистр отказа, дешифратор диагностируемого объекта, первый - четвертый элементы И и триггер1 формировани , причем yti- равл ющие входы коммутаторов данных группы и магистральных элементов второй группы подключены к соответст- , . вующим выходам дешифратора диагностируембго объекта, первые информационн входы-выходы коммутаторов данных групы соединены с шиной данных системы, а вторые информационные входы-выходы коммутаторов данных группы вл ютс выходами системы дл подключени выходов-входов данных объектов управлени группы, информационные входы магистральных элементов первой и второй групп подключены к входам устройства дл подключени выходов логических условий соответствующих объектов управлени , а выходы магистральных элементов первой и второй групп - соответственно к шинам логических условий и логического контрол системы, выходы кодов микроопераций, адреса и модификации первого блока задани команд соединены соответственно с информационным входом первого регистра микроопераций, первыми информационными входами первого мультиплексора адреса и первого мультиплексора логических условий, выход которого соединен со старшим разр дом первого информационного входа первого мультиплексора адреса, выход которого подключен к информационному входу пер вого регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом первого Ьлока задани команд, отличающа с тем, что, с цепью повышени надежности, в нее введены группа коммутаторов, первый - четвертый коммутаторы , генератор констант, четыре магистральных элемента, группа элементов И, п тый и шестой элементы И, второй - п тый элементы ИЛИ, второй и третий мультиплексоры логических условий, второй и третий регистры адреса, второй и третий регистры микроопераций , второй и третий блоки задани команд, второй мультиплексор адреса, регистры кода работающего и кода диагностируемого объектов и дешифратор работающего объекта, выходы которого подключены к управл ющим входам магистральных элементов первой группы и к первым управл ющим входам коммутаторов группы, к вторым управл ющим входам которых подключены выходы дешифратора диагностируемого объекта, выходы коммутаторов группы вл ютс выходами системы дл подключени управл ющих входов объектов (управлени и соединены с входами разрешени коммутаторов данных группы, первые и вторые информационные входы первого и второго коммутаторов подключены соответственно к шине логического контрол и шине логических условий системы, первый и второй управл ющие входы первого коммутатора объединены с входами четвертого элемента ИЛИ, первым и вторым входами адреса первого мультиплексора адреса и управл ющими входами соот- ветственно третьего и четвертого магистральных элементов и подключены к первому и второму разр дам выхода третьего регистра микроопераций, к третьему и четвеотому разр дам выход которого подключены соответственно первый и второй управл ющие входы второго коммутатора, первый и второй входы п того элемента ИЛИ, первый и второй адресные входы второго мупь- типлексора адреса и управл ющие входы соответственно первого и второго магистральных элементов выходы первого и третьего магистральных элементов подключены к первым информа- ционным входам коммутаторов группы, к вторым информационным входам которых подключены выходы второго и четвертого магистральных элементов, выходы кодов микроопераций, адреса и модификации второго блока задани команд соединены соответственно с информационным входом второго регистра микроопераций, с первыми информационными входами второго мультиплексора адреса и второго мультиплексора логи ческих условий, выход которого соеднен со старшим разр дом первого информационного входа второго мультиплексора адреса, выход которого под ключей к информационному входу втор

го регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом второго олока задани команд, выходы первог и второго коммутаторов подключены к вторым информационным входам одноименных мультиплексоров логических условий, адресные входы которых подключены к выходам младших разр дов адреса соответственно первого и второго , блоков задани команд, выходы Конец команды которых подключены к третьим адресным входам соответствующих мультиплексоров адреса и к входам треУьего элемента ИЛИ, выход которого вл етс выходом Конец команды системы, второй и третий формационные входы первого и второ мультиплексоров адреса подключены с

соединен с

ответственно к выходу генератора констант и к входу кода операций системы , выход второго элемента И под- ключей к входам синхронизации первого и второго регистров адреса, выход третьего элемента И соединен с входами синхронизации первого и второго регистров микроопераций, соответствующие разр ды выходов которых соединены с первым и вторым входами первого и второго элементов ИЛИ и четвертого элемента И, кроме того, выход первого регистра микроопераций соединен с информационными входами третьего и четвертого магистрапьных элементов, а выход второго реестра микроопераций - с информационными входами первого и второго магистралЬ ных элементов, выход первого элемента ИЛИ вл етс выходом Останов системы, выход второго элемента ИЛИ подключен к первым входам элементов И группы и к первому информационному входу третьего коммутатора, выход которого соединен с первым информационным входом третьего мультиплексора логических условий, вторые входы элементов И группы подключены к соответствующим выходам дешифратора диагностируемого объекта, а выходы элементов И группы подключены к входам установки соответствующих разр дов регистра отказа, выход которого соединен с входами первого момента И, выход которого вл етс выходом Конец работы системы, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к стробирующим входам первых регистра адреса и регистра микроопераций, а выход п того элемента ИЛИ соединен со стробирующими входами вторых регистра адреса и регистра микроопераций , выход Ненорма шины логических условий соединен с вторым информационным входом третьего коммутатора и третьим входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым информационным входом четвертого коммутатора, выход которого соединен со счетным входом триггера формисоединен с

ровани , а управл ющий вход вл етс первым входом синхронизации системы, пр мой выход триггера формировани

первыми входами п того и шестого элементов И и с вторым информационным входом четвертого коммутатора , инверсный выход триггера формировани соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, второй ёход синхронизации системы подключен к вторым входам третьего и шестого элементов И, а третий вход синхронизации системы соединен с вторыми входами второго и п того элементов И, выход п того элемента И подключен к входам синхронизации третьего регистра адреса, выход ко- торого подключен к адресному входу третьего блока задани команд, выход шестого элемента И соединен с входами синхронизации третьего регистра микроопераций, регистра кода диагнос тируемого объекта и регистра кода работающего объекта, информационные входы которых подключены к одноимен- ным выходам третьего блока задани

79

НЕ

Таблица2 Выполн емые операции

блокировка обмена информацией между шиной 47,данных и ОУ 42

Передача информации oi ОУ

42 на шину 47 данных

Передача информации с шины

48 данных на ОУ 42

комаИд, первый и второй выходы модификаций которого подключены к адресному и второму информационному входам третьего мультиплексора логических условий, выход которого и выг ход адреса третьего блока задани команд подключены к информационному входу третьего регистра адреса, выхо управлени третьего блока задани команд подключен к входу управлени третьего коммутатора и-к, четвертому инверсному входу четвертого элемента И, а выходы регистра кода работающего и кода диагностируемого объектов подключены к входам дешифратора работающего и дешифратора диагностируемого объектов соответственно.

ЛЕ

ТПГ

47

W

3

5621Ш

12

&

I

М

9.

$

I

&

и

щ

И:

гЩ;:

Ж

.

Г

ш

У

ш ш

ж

уШ

тчг

1

М

Lfif

56.21 «//I.

fjf

J

/Я

b/L

&

Ј8

W

osf

a

Фиг. 4